2019_postechian_autumn

‘고리 구조’ 의 보완을 위해 도입한 ‘공명 구조’ 당시 케쿨레가 제안한 벤젠 구조는 화학계에 성공적으로 받아들여졌습니다. 하지만 고리 구조에 대해 아쉬운 점이 있었는데요, 바로 결합 길이였습니다. 그의 제안에 따르면 결합 길이는 단일결합과 이중결합으로 총 2가 지여야 했지만, 측정을 해보니 각 결합 길이는 일정했습니다. 이 한계점을 보완하기 위해 케쿨레가 도입한 것이 바로, 공명 구조입니다. 측정된 결합 길이 값은 탄소 원자간 단일결합과 이중결합의 중간값이었습니다. 케쿨레는 이 점에 착안해 각 탄 소 원자들끼리 1.5결합을 이룬다는 공명 구조의 개념을 만들었습니다. 쉽게 말해, 탄소 간 결합에 참여하는 18 개의 전자 중 12개만이 전자쌍을 이뤄 단일 결합을 형성하고, 나머지 6개의 전자는 탄소 사이를 자유롭게 지나 다닌다는 것입니다. 이처럼 전자들이 자유롭게 이동할 수 있기 때문에 ‘공명 구조’라는 이름이 붙게 되었습니 다. 현재 우리가 사용하는 벤젠 구조식은 고리 구조와 공명구조를 도입해 설명한 케쿨레의 제안을 그대로 수용 한 것입니다. 이로써 ‘탄소원자의 연쇄설’과 ‘벤젠의 고리 구조론’을 통해 지방족, 방향족 화합물의 구조를 해석 할 수 있게 되었습니다. 더불어 유기 화합물 각각의 제법 · 성질 · 화학작용 등의 관점을 화학구조식으로 일관 되게 하면서 모든 화합물의 상호관계 · 분류 · 계통을 화학 구조로 조직화할 수 있었습니다. 새로운 유기 화합 물을 발견하고 합성할 수 있는 바탕을 만들었다는 점에서 케쿨레의 발견은 후대까지 중요하게 일컬어지고 있 고, 그의 발견 덕분에 유기화학은 엄청난 발전을 이룰 수 있었습니다.

마무리 현재도 많은 과학적 사실들이 실험적으로는 존재하는 것이 알려졌지만, 정확한 원리가 설명되지 못하고 있습 니다. 어쩌면 이들을 풀어나가기 위한 결정적 힌트도 케쿨레 벤젠 구조의 발견과 같이 전혀 과학적이지 않은 상 상이나 꿈에서 시작될 수도 있을 것입니다. 하지만, 아마도 케쿨레와 같이 그 누구보다도 진실을 찾고자 노력한 자만이 그 꿈을 꿀 수 있지 않을까 생각합니다.

이미지 출처 파라핀계 탄화수소들의 분자구조 : https://terms.naver.com/entry.nhn?docId=1981625&cid=42331&categoryId=42332 벤젠의 고리 구조 : http://lg-sl.net/product/scilab/sciencestorylist/ALSC/readSciencestoryList.mvc?sciencestoryListId=ALSC2018020002

알리미 24기 신소재공학과 18학번 백진우

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No.164 _ AUTUMN